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2016 年度 実施状況報告書

再生医療への応用を目指した間葉系幹細胞支持基板の開発

研究課題

研究課題/領域番号 15K20472
研究機関東京医科歯科大学

研究代表者

中村 美穂  東京医科歯科大学, 生体材料工学研究所, 准教授 (40401385)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
キーワード生体材料 / 間葉系幹細胞 / 破骨細胞 / 有機無機コンポジット
研究実績の概要

本研究は、再生医療における組織再生効率向上を目指して、間葉系幹細胞(MSC)の分子分泌能を強化し、組織再生能を向上する再生医療用足場材料の開発を行うことを目指す。平成28年度は、有機無機コンポジット試料について、(1)試料作製およびキャラクタリゼーション、(2)破骨細胞前駆細胞試験、MSCと破骨細胞前駆細胞の共培養試験、(3)ヌードマウスへの埋入実験を行った。(1)骨補填材として臨床応用されている無機材料であるハイドロキシアパタイト(HA)、β-リン酸三カルシウム(β-TCP)に加え、破骨細胞吸収性を有する炭酸含有アパタイト(CA)を利用した。有機材料としてはポリ乳酸(PLA)を利用した。5-20wt%の無機物を含むPLAとのコンポジット試料を作製し、キャラクタリゼーションを行った。X線回折、フーリエ変換赤外分光法、表面粗さ計、接触角計を用いて、有機無機コンポジット試料表面のキャラクタリゼーションを行った。その結果、組成変化は見られないが、無機物添加量増加に伴い表面粗さ値が増加すること、表面濡れ性は変化しないことが確認された。(2)ヒト骨髄由来Monocyte、ヒト末梢血由来Monocyteを用いて破骨細胞培養実験を行うと、無機物を含むコンポジット試料上で破骨細胞分化が見られた。CA、β-TCPを含むコンポジット試料上で破骨細胞分化の亢進が見られた。ヒトMSC、骨芽細胞、骨細胞をそれぞれ培養し、ヒト末梢血由来Monocyteを加えて共培養を行った。その結果、MSCが破骨細胞分化を誘導することが見出された。(3)ヌードマウスに埋入し、組織学的解析を行った。MSC担持コンポジット群では炎症性細胞の減少が見られた。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

平成28年度は研究計画のとおり進めることができた。また、研究成果について、学会や論文で発表することができた。

今後の研究の推進方策

本研究により、有機無機コンポジット材料の最適化が行われた。今後は、長期的生体内埋入試験を行い骨形成能評価を行う。本研究成果を硬組織再生医療に応用できれば、移植部位でMSCを長期間保持し、サイトカイン分泌を亢進し、内在性幹細胞を局所へ動員し、組織再生能を向上することが期待される。

次年度使用額が生じた理由

研究成果発表のための英文校正費が必要となったため。また、引き続き動物実験を行うため、実験動物費・試薬費が必要となったため。

次年度使用額の使用計画

論文発表のための英文校正費、動物実験のための実験動物費、試薬費として使用する予定である。

  • 研究成果

    (16件)

すべて 2016 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 2件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 2件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 5件、 招待講演 1件) 図書 (1件)

  • [国際共同研究] University of Oulu/Department of Anatomy and Cell Biology(Finland)

    • 国名
      フィンランド
    • 外国機関名
      University of Oulu/Department of Anatomy and Cell Biology
  • [国際共同研究] University of Turku/Department of Cell Biology and Anatomy(Finland)

    • 国名
      フィンランド
    • 外国機関名
      University of Turku/Department of Cell Biology and Anatomy
  • [雑誌論文] Surface Free Energy Predominates in Cell Adhesion to Hydroxyapatite through Wettability.2016

    • 著者名/発表者名
      Nakamura M, Hori N, Ando H, Namba S, Toyama T, Nishimiya N, Yamashita K.
    • 雑誌名

      Mater Sci Eng C

      巻: 62 ページ: 283-292

    • DOI

      10.1016/j.msec.2016.01.037

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Dielectric relaxation in monoclinic hydroxyapatite: Observation of hydroxide ion dipoles2016

    • 著者名/発表者名
      Horiuchi N, Wada N, Nozaki K, Nakamura M, Nagai A, Yamashita K.
    • 雑誌名

      J Appl Phys

      巻: 119 ページ: 084903

    • DOI

      http://dx.doi.org/10.1063/1.4942236

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Hydroxyapatite with High Carbonate Substitutions Promotes Osteoclast Resorption through Osteocyte-like Cells.2016

    • 著者名/発表者名
      Nakamura M, Hiratai R, Hentunen T, Salonen J, Yamashita K.
    • 雑誌名

      ACS Biomater Sci Eng

      巻: 2 ページ: 259-267

    • DOI

      10.1021/acsbiomaterials.5b00509

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Osteoclasts and Remodeling Based Bone Formation.2016

    • 著者名/発表者名
      Kylmaoja E, Nakamura M, Tuukkanen J.
    • 雑誌名

      Curr Stem Cell Res Ther.

      巻: 11 ページ: 626-633

    • DOI

      10.2174/1574888X10666151019115724

    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] 破骨細胞吸収特性に対するアパタイトの炭酸含有量の影響.2016

    • 著者名/発表者名
      中村美穂、平体留美、田熊孝子、Teuvo Hentunen, Jukka Salonen, Juha Tuukkanen、山下仁大.
    • 学会等名
      日本バイオマテリアル学会シンポジウム2016
    • 発表場所
      福岡国際会議場、福岡県福岡市
    • 年月日
      2016-11-22 – 2016-11-22
  • [学会発表] Osteocyte-mediated osteoclastogenesis stimulated by carbonate apatite.2016

    • 著者名/発表者名
      Nakamura M.
    • 学会等名
      28th Annual Meeting of the International Society for Ceramics in medicine (Bioceramics28)
    • 発表場所
      Charlotte, U.S.A.,
    • 年月日
      2016-10-20 – 2016-10-20
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Surface charges on hydroxyapatite electrets studied by Kelvin probe method.2016

    • 著者名/発表者名
      Horiuchi N, Wada N, Nozaki K, Nakamura M, Nagai A, Yamashita K.
    • 学会等名
      The 28th Annual Meeting of the International Society for Ceramics in Meicine (Bioceramics 28)
    • 発表場所
      Charlotte, U.S.A.,
    • 年月日
      2016-10-20 – 2016-10-20
    • 国際学会
  • [学会発表] 水酸アパタイトのプロトン伝導を利用したエレクトレットの作製.2016

    • 著者名/発表者名
      堀内尚紘,野崎浩佑,中村美穂,永井亜希子,山下仁大.
    • 学会等名
      第 36 回エレクトロセラミックス研究討論会
    • 発表場所
      神奈川県川崎市.
    • 年月日
      2016-10-14 – 2016-10-14
  • [学会発表] Phase transition in calcium hydroxyapatite observed by thermally stimulated current method.2016

    • 著者名/発表者名
      Horiuchi N, Nozaki K, Nakamura M, Nagai A, Yamashita K.
    • 学会等名
      The 9th International Symposium on Inorganic Phosphate Materials (ISIPM-9)
    • 発表場所
      Tokyo, Japan
    • 年月日
      2016-09-26 – 2016-09-26
    • 国際学会
  • [学会発表] ハイドロキシアパタイト中の水酸化物イオンの配向状態の研究.2016

    • 著者名/発表者名
      堀内尚紘,野崎浩佑,中村美穂,永井亜希子,山下仁大.
    • 学会等名
      日本セラミックス協会 第 29 回秋季シンポジウム
    • 発表場所
      広島大学(東広島キャンパス)
    • 年月日
      2016-09-07 – 2016-09-07
  • [学会発表] 熱刺激脱分極電流法を用いた単斜晶ハイドロキシアパタイトの電気特性評価.2016

    • 著者名/発表者名
      堀内尚紘, 岩崎佑紀, 野崎浩佑, 中村美穂, 永井亜希子, 橋本和明, 山下仁大.
    • 学会等名
      無機マテリアル学会第 132 回学術講演会
    • 発表場所
      千葉県 船橋市.
    • 年月日
      2016-06-03 – 2016-06-03
  • [学会発表] In vivo evaluation of the role of carbonate ion in hydroxyapatite for bone remodeling.2016

    • 著者名/発表者名
      Nozaki K, Fujita K, Horiuchi N, Nakamura M, Miura H, Yamashita K, Nagai A.
    • 学会等名
      10th World Biomaterials Congress
    • 発表場所
      Montreal, Canada.
    • 年月日
      2016-05-20 – 2016-05-20
    • 国際学会
  • [学会発表] Composite biomaterial of polarized hydroxyapatite and silk fibroin for wound dressing.2016

    • 著者名/発表者名
      Nakamura M, Hiratai R, Soya T, Hashimoto K, Yamashita K.
    • 学会等名
      13th International Conference on Ceramic Processing Science.
    • 発表場所
      Nara, Japan
    • 年月日
      2016-05-09 – 2016-05-09
    • 国際学会
  • [図書] 界面技術ハンドブック 無機材料表面の分極処理による骨再生技術(第3編第8章第5節)2016

    • 著者名/発表者名
      2中村美穂, 山下仁大
    • 総ページ数
      647-653
    • 出版者
      エヌ・ティー・エス

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公開日: 2018-01-16  

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